과학자들은 배아 세포 생성을 위한 원시 청사진을 찾습니다.

과학자들은 배아 세포 생성을 위한 원시 청사진을 찾습니다.
날짜:
2022년 7월 14일
원천:
예루살렘 히브리 대학교
요약:
획기적인 연구를 통해 DNA에서 14,000개의 고유한 부위가 발견되었으며, 이 부위는 함께 배아 발생의 가장 기본적인 청사진인 배아 생성을 형성합니다.

예루살렘 히브리 대학교(HU) 의과대학 의학 연구소의 요시 부가님 교수와 HU 컴퓨터 과학 및 공학부 및 컴퓨터 생물학부의 토미 카플란 교수가 주도한 획기적인 연구에서 DNA에서 14,000개의 고유한 부위가 발견되었습니다. 함께 배아 발생의 가장 기본적인 청사진인 배아 생성을 형성합니다. 그들의 연구 결과는 Nature Communications 에 게재되었습니다 .

2006년 일본 과학자들은 4개의 배아 유전자를 피부 세포에 삽입하고 배아 줄기 세포처럼 작동하도록 피부 세포를 성공적으로 재프로그래밍했습니다. 피부세포로 만든 인공배아줄기세포는 배아 발달 과정의 가장 초기 단계에서 발달하는 자연 줄기세포와 동일하며, 태아의 모든 세포 발달을 담당한다. 그러나 그들은 태반과 같은 배아 외 조직을 만들 수 없습니다.

2015년 부가님 교수팀은 피부 세포에서 인공 태반 줄기 세포를 만드는 방법을 최초로 발견했습니다. 이 단계를 통해 과학자들은 정자가 난자를 수정한 직후 발생하는 배아 발달 과정에서 두 가지 초기 유형의 줄기 세포를 만들 수 있었습니다. 이 현재 연구에서 박사 과정 학생인 Mohammad Jaber, Ahmed Radwan 및 Netanel Loyfer가 포함된 HU 연구팀은 피부 세포가 배아 또는 태반 줄기 세포로 변형되는 과정을 면밀히 조사했습니다.

"우리는 피부 세포가 정체성을 바꾸고 두 가지 초기 유형의 줄기 세포 중 하나가 되기 위해 겪는 변화를 분석했습니다. 우리는 피부 세포의 유전자 발현, 세포의 핵 내 DNA의 접근성 및 활성의 변화를 조사했습니다. 변화하는 피부 세포, 그리고 후성 유전적 표지자(즉, DNA를 장식하고 유전자 발현을 담당하는 표지)에서 이러한 것들은 피부 세포를 인공 배아 또는 태반 줄기 세포로 전환하려고 할 때 모두 중요합니다."라고 Buganim은 설명했습니다.

연구자들은 피부 세포에서 일어나는 배아 또는 태반 인공 줄기 세포로의 변화가 피부 세포에서 시작되었다는 사실에도 불구하고 모든 수준에서 서로 완전히 다르다는 것을 발견했습니다.

피부세포가 인공배아줄기세포로 변형되면 뇌, 심장, 간을 생성하는 DNA 부분이 재구성되어 적절한 신호가 주어지면 뇌, 심장, 간세포로 분화할 준비를 하게 된다. 한편, 같은 세포가 인공태반줄기세포로 변형되면서 DNA 부위가 스스로 재구성되어 변화하는 세포가 스스로 이식하고 혈관을 끌어당기는 현상이 자연적으로 발생하여 배아가 태반에 착상될 수 있도록 하였다. 자궁.

가장 놀라운 발견은 팀이 두 과정을 나란히 비교하고 DNA의 특정 영역과 상호 작용하고 발현을 억제하는 역할을 하는 메틸이라는 화학 분자를 관찰했을 때 이루어졌습니다. Buganim은 "인공 태반 줄기 세포에는 14,000개에 가까운 메틸 DNA 부위가 포함되어 있지만 인공 배아 줄기 세포에서는 볼 수 없다는 것을 발견했습니다."라고 말했습니다.

연구팀이 그 DNA 영역의 중요성을 이해하려고 시도했을 때, 그들은 뇌, 심장, 간, 신장에서 골격, 척수 및 결합 조직에 이르기까지 발달 중인 배아의 모든 기관과 세포를 만드는 책임이 있음을 발견했습니다. .

앞으로 이 중요한 발견은 초기 태반 세포가 배아 세포로 발달하는 것을 방지하는 배아 방어 시스템을 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다. Buganim은 "태반 세포는 손상과 감염에 취약하기 때문에 신체의 자연 방어 메커니즘이 태반 세포가 발달 중인 배아로 이동하여 부착되어 배아의 일부가 되는 것을 방지합니다"라고 설명했습니다. 전반적으로, 이 연구는 세포를 재프로그래밍하는 능력을 특징짓는 주요 기능을 조명하고 세포 가소성과 세포 운명 결정을 연구하는 강력한 도구를 제공합니다.